您可以最大限度地利用在MATLAB中开发、测试和验证的算法®通过与其他可能没有安装MATLAB的人共享它。为了避免用另一种语言重新编码算法所带来的开发和测试成本，有两种方法可用:使用MATLAB Compiler™SDK或使用MATLAB Coder™。
MATLAB编译SDK加密你的算法，并将其打包到C/ c++共享库，微软®Python。net程序集,®包,和Java®类。使用这些组件构建的应用程序在MATLAB运行时上运行，该运行时提供了对MATLAB语言、图形和工具箱的访问，而不需要MATLAB接口。MATLAB Runtime可以安装在任何能够运行MATLAB的目标平台上，比如运行Windows、MacOS或Linux的桌面或服务器平台。
如果无法在目标平台上安装MATLAB Runtime，请考虑使用MATLAB Coder从MATLAB算法的数值计算部分生成C或c++代码。生成的代码可以用作更大系统的组件。这种方法适用于Android和iOS等智能手机平台。
本文介绍了使用MATLAB Coder在C/ c++、. net或Java环境中部署MATLAB应用程序的工作流，而不需要安装MATLAB Runtime。使用卡尔曼滤波器的代码说明了工作流程。
本例中使用的代码可用于下载．
C/ c++， .NET和Java目标平台的工作流
部署到C/ c++、。net或Java目标平台的起点是使用MATLAB Coder从MATLAB代码生成C代码。下一步是有针对性的，具体如下:
MATLAB中卡尔曼滤波函数的原型为:
函数y = kalmanfilter (z)% % MATLAB代码
部署。净
要让应用程序在。net平台上运行，请遵循以下五个步骤(图1):
- 运行MATLAB Coder从MATLAB代码生成C代码和DLL。
您可以创建一个MATLAB Coder项目或运行命令行函数codegen．这两种方法都允许指定输出目录和生成的dll的名称—这是一个很好的实践，因为它避免了将MATLAB当前文件夹与生成的文件混在一起。
对于卡尔曼滤波器，生成C代码的MATLAB命令为:
codegen -o MATLAB_CODER_DLL -d ..\ autogen_matlabcoder kalmanfilter。m参数{0 (2,1)}
- 打开由MATLAB Coder生成的头文件*.h，查看由MATLAB函数生成的C函数接口。
在我们的例子中，MATLAB卡尔曼滤波器将被转换成一个C函数，其原型是:
外面的空白kalmanfilter (const双z [2],双y [2]);/* C代码*/
我们为双参数生成卡尔曼滤波器，因为双参数是MATLAB的默认类型。(注意，MATLAB Coder允许您更改生成代码的数据类型，而无需更改您的MATLAB代码。)
- 检查函数参数的C数据类型，并将它们转换为。net数据类型。
这一步很重要，因为您必须用。net语言编写函数声明。有关更多信息，请参见平台调用数据类型．
表1显示了等价的C和。net类型。
| C类型 | net类型 | 描述 |
|---|---|---|
| void * | 系统。IntPtr | 32位Windows操作系统上的32位 64位的Windows操作系统 |
| 无符号字符 | 系统。字节 | 8位 |
| 短 | 系统。Int16 | 16位 |
| 无符号短 | 系统。UInt16 | 16位 |
| int | 系统。Int32 | 32位 |
| 无符号整型 | 系统。UInt32 | 32位 |
| 长 | 系统。Int32 | 32位 |
| 无符号长 | 系统。UInt32 | 32位 |
| 字符 | 系统。字符 | 装饰与ANSI |
| wchar_t | 系统。字符 | 装饰与Unicode |
| char * | 系统。字符串或System.Text.StringBuilder | 装饰与ANSI |
| donst char * | 系统。字符串或System.Text.StringBuilder | 装饰与ANSI |
| wchar_t * | 系统。字符串或System.Text.StringBuilder | 装饰与Unicode |
| Const wchar_t * | 系统。字符串或System.Text.StringBuilder | 装饰与Unicode |
| 浮动 | 系统。单 | 32位 |
| 双 | 系统。双 | 64位 |
表1。等价于C和。net数据类型。
该表表明，“double”C类型将被简单地转换为a系统。双net类型。这意味着C函数原型是这样的:
无效kalmanfilter (const双z [2],双y [2]);/* C代码*/
可以转换成以下。net c#函数原型:
无效kalmanfilter(Double[] a, Double[] b);/* c#代码*/
请确保。net或Java类型与C类型正确匹配。不匹配不会在编译和运行时抛出错误，但数值将无效。
- 编写. net代码来声明和调用导入的函数。
在我们的示例中，我们编写了以下Visual Basic .NET代码:
Visual Basic .NET代码进口System.Runtime.InteropServices模块Module1 < DllImport (“MATLAB_CODER_DLL.dll”CallingConvention: = CallingConvention.Cdecl) >公共子kalmanfilter (按值传递一()作为双，按值传递b ()作为双）终止子子Main ()昏暗的正义与发展党作为双() ak = {1,2}昏暗的汉堡王作为双() bk = {0,0}终止子终端模块
此外，我们用c#编写了以下代码。
/* c#代码*/使用System.Runtime.InteropServices;类程序{[DllImport (“MATLAB_CODER_DLL.dll”， CallingConvention = CallingConvention. cdecl)]Public static extern voidkalmanfilter(Double[] a, Double[] b);静态的空白主要(字符串[] args) {Double[] ak = {1,2};双[]bk =新双[2];kalmanfilter (ak, bk);} ｝
注意这两种代码之间的相似之处:Visual Basic . net代码呈现了一个包含“main”过程的模块，而c#有一个包含“main”方法的类。两种代码语言都需要使用InteropServices函数，其中包含用于P/Invoke技术的方法。
构建。net代码不需要DLL文件或C头文件。相反，构建将依赖于你自己在“DllImport”语句中对函数的。net声明。这意味着，如果你的。net声明不符合C声明，但符合你的。net调用，那么构建。net代码将不会引发错误。错误只会在运行时出现。
- 运行。net代码。确保将DLL文件和可执行文件存储在同一个文件夹中。
部署到Java平台
要准备应用程序在.Java平台上运行，请遵循以下七个步骤(图2):
- 运行MATLAB编码器从您的MATLAB代码生成C代码。
生成卡尔曼滤波器的C代码的MATLAB命令如下
codegen -o MATLAB_CODER_DLL -d ..\ autogen_matlabcoder kalmanfilter。m参数{0 (2,1)}
当部署到JAVA时，我们使用选项" -c "，而不是DLL， .来生成C代码。我们需要编写额外的C代码来获得JAVA的最终DLL。
- 编写包含函数的Java声明的Java代码。
Java声明不仅在语法和数据类型上不同于C声明，而且在参数上也不同。C函数接受数组指针作为输出参数，而Java则返回对象数组。相应地，您必须将您的C原型转换为Java原型。但是，请记住，您的C函数的包装器，而不是C本机函数，将在Java代码中直接调用。
对于卡尔曼过滤器，我们编写以下Java代码，并将其保存到名为example.java的文件中。
公开课{例子/*加载C DLL */静态{System.loadLibrary (“MATLAB_JNI”）;｝/*函数原型*/Public static native double[] kalmanfilter (双[]);｝
我们可以将调用添加到我们的函数中，但是在工作流的这一点上，我们只需要函数声明。我们将在步骤5中添加调用。
注意，结果数组是Java函数的返回值，而它是C函数的输出参数。
- 从保存的Java文件生成一个C头文件。
在我们的例子中，我们使用javahJava开发工具包中的工具。这个工具从包含本地方法的给定Java类创建C头文件。
我们运行以下MATLAB命令:
! javah例子% MATLAB命令
与MATLAB系统中的所有可执行文件命令一样，该文件javah.exe必须由运行MATLAB的操作系统知道。在Windows上，这意味着环境变量PATH必须包含javah.exe．
上面的命令将生成一个C头文件，其中包含以下JNI C函数的声明:
JNIEXPORT jdoubleArray JNICALL Java_example_kalmanfilter(JNIEnv *， jclass, jdoubleArray);
-
为JNI C声明编写C实现代码。这个C包装器代码执行以下操作:
- 将JAVA类型数据转换为C类型数据
- 调用C函数
- 将C类型数据转换为JAVA类型数据
卡尔曼滤波器的包装器C代码如下所示:
JNIEXPORT jdoubleArray Java_example_kalmanfilter (JNIEnv *env, jclass cls, jdoubleArray a)/* C代码*/{jdouble临时[2];/ * 1。复制JAVA数组到C数组*/jdouble* ac = (*env)->GetDoubleArrayElements(env,a,0);/*创建新的JAVA数组*/jdoubleArray结果= (*env)->NewDoubleArray(env, 3);如果(result != NULL) {/ * 2。调用C函数*/kalmanfilter (ac,临时);/ * 3。将C数组复制到Java数组*/(*env)->SetDoubleArrayRegion(env, result, 0, 3, temp);｝/*删除临时C数组*/(*env)-> releasedoubllearrayelements (env, a, ac, 0);返回结果;｝
注意，Java类型本身被转换为JNI类型。事实上,双[]Java数组类型显示为jdoubleArray，而double Java类型则显示为jdouble类型。
表2显示了Java和Java JNI类型之间的等价性(有关更多信息，请参见JNI类型和数据结构)．
| Java类型 | 原生类型 | 描述 |
|---|---|---|
| 布尔 | jboolean | unsigned 8位 |
| 字节 | Jbyte | 签署了8位 |
| 字符 | jchar | 无符号16位 |
| 短 | jshort | 签署了16位 |
| Int | jint | 签署了32位 |
| 长 | jlong | 签署了64位 |
| 浮动 | jfloat | 32位 |
| 双 | jdouble | 64位 |
| 无效 | 无效 | N/A |
表2。Java和Java JNI数据类型。
-
构建JNI C DLL。DLL包括:
- 由MATLAB Coder在步骤1中创建的C源文件
- 控件创建的C JNI头文件javah步骤3中的工具
- 第4步中为JNI接口编写的包装器C代码
- 向Java代码添加函数调用并编译它。
/* JAVA代码*/公开课{例子/*加载C DLL */静态{System.loadLibrary (“MATLAB_JNI”）;｝Public static native void初始化();Public static native double[] kalmanfilter (双[]);公共静态无效main(String[] args) {example myM =新例();myM.initialize ();//初始化卡尔曼滤波器双[] ak = {1,2};双[] bk = myM.kalmanfilter(ak);//调用本机方法} ｝
注意一个的存在初始化函数。该函数由MATLAB Coder编写。这是卡尔曼滤波器所要求的kalmanfilterMATLAB函数使用持久变量。因此，我们需要声明和包装“initialize”函数。
- 运行Java代码。确保DLL文件位于与Java可执行文件相同的文件夹中。
这种方法的好处
我们已经概述了一个工作流，允许您将MATLAB算法部署到任何平台上，即使是不支持MATLAB的平台。金宝app平台框架可以是C、c++或Java语言。
这种工作流程的好处是很多的。您不仅可以避免用另一种语言重写MATLAB代码的成本和测试翻译后的代码的成本，还可以节省开发时间并从MATLAB Coder获得生产质量的C代码。
1JNI技术并不是在JAVA代码中调用本机C的唯一方法。您还可以使用一种称为JAVA本机访问(JAVA Native Access, JNA)的技术。JNA要求使用额外的包。
